6.1. MEMPIS Projesi Hedefleri
MEMPIS (2006) Projesi’nde Marmara Denizi su kalitesi ve ekolojik durumu ile ilgili olarak öngörülen hedef, orta vadede (2030 yılı) Tablo 7’deki daha az sıkı su kalitesi değerlerine (klorofil-a ≤ 10 mg/L, TN ≤ 0,1 mg/L, TP ≤ 0,02 mg/L, çözünmüş oksijen: ≤ 20 m derinliklerde (üst tabaka) 6 mg/L, ≥20 m derinliklerde (ara ve alt tabakalar) 2 mg/L) ulaşılmasıdır. Bu hedeflere ulaşılabilmesi için uygulanması gerekli en etkin iki senaryo; (1) Marmara Havzası ve Karadeniz’den kaynaklanan kirlilik yüklerinin ulaşılabilir en yüksek düzeyde azaltımı (Azami Yük Azaltım Senaryosu), (2) Sadece Marmara Havzası’ndan kaynaklanan kirlilik yüklerinin ulaşılabilir en yüksek düzeyde (Azami Marmara Havzası Yük Azaltım Senaryosu) azaltımıdır (MEMPIS, 2006; Öztürk ve Tanık, 2012).
Tablo 7. Marmara Denizi için önerilen uzun vadeli su kalitesi hedefleri (MEMPIS, 2006)
Parametre Uzun vadeli hedefler
Daha az sıkı Daha sıkı
Klorofil-a (μg/L) 10 5 Toplam N (mgN/L) 0,1 0,05 Toplam P (mgP/L) 0,02 0,01 Çözünmüş Oksijen (mg/L) <20 m altı derinlik için 6 7 Çözünmüş Oksijen (mg/L) 40-100 m arası derinlik için 2 3
6.2. İSKİ Master Planı (IMC, 1999) Arıtma Stratejisi
İSKİ Su Temini, Atıksu ve Yağmursuyu Yönetimi Master Planı kapsamında Marmara Denizi ve İstanbul Boğazı’nda yürütülen modelleme çalışmaları sonuçlarına göre, Marmara’da ötrofokasyon kontrolü ve alt tabakadaki çözünmüş oksijen seviyesinin daha da kötüye gitmesinin önlenmesi; diğer bir deyişle, alıcı ortamın yüzme su sporları ve balıkçılık gibi amaçlarla kullanımının sağlanması için, başta İstanbul olmak üzere Marmara’ya yapılacak bütün noktasal atıksu deşarjları öncesi biyolojik C, N ve P giderimli arıtma uygulanması önerilmektedir. Özellikle, İstanbul Boğazı’na yapılacak deşarjlar öncesi yer sorunu nedeniyle ileri biyolojik arıtma için yeterli alanın temin edilemediği durumlarda kimyasal arıtma destekli birinci kademe arıtma uygulanması öngörülmüştür (İstanbul Master Plan Konsorsiyumu, 1999; ÖEJV-DHI, 1994). Bu öngörü dikkate alınarak, son 10 yılda başta İstanbul, İzmit ve Bursa olmak üzere Marmara’ya yapılan kentsel ve endüstriyel atıksu deşarjları öncesi biyolojik N ve P giderimli arıtma uygulamaları hız kazanmıştır. Söz konusu uygulamaların sonucu olarak özellikle Haliç, İzmit ve Gemlik Körfezleri’nde belirgin su kalitesi iyileşmeleri sağlanmış ve biyo-çeşitlilik artmıştır. Ancak, Yenikapı, Kadıköy ve Küçükçekmece Ön Arıtma Tesisleri çıkış sularının deşarj edildiği Küçükçekmece ~ Tuzla Yarımadası aksı kuzeyi ile su alışverişinin sınırlı olduğu İzmit Körfezi doğu bölgesinde alt tabakadaki çözünmüş oksijen seviyelerinin < 2 mg/L olduğu gözlenmektedir (Artüz, 2007; MEMPIS, 2006).
35
İstanbul’da İSKİ tarafından inşa edilen atıksu ön arıtma ve derin deniz deşarjları, İstanbul Boğazı ile İstanbul’un Marmara ve Adalar sahillerindeki plajlarda su kalitesinin yürürlükte olan Yüzme Suyu Kalitesi Yönetmeliği’nde (76/160/AB) yer alan kriterlere ulaşmasını sağlamıştır. Ancak, alt tabakada çözünmüş oksijen azalmasının durdurulması ve ötrofikasyon riskinin azaltımı açılarından yeterli başarı sağlanamamıştır. Bunun için İstanbul başta olmak üzere Marmara’ya yapılacak tüm evsel/endüstriyel atıksu deşarjlarında kritik besi maddesi olan N ve P’nin Hassas Su Ortamları için öngörülen limitlerin altında (TN ≤ 15 (10) mg/L, TP ≤ 2 (1) mg/L) indirilmesi gerekmektedir. Bu değerler, Kentsel Atıksu Arıtımı Yönetmeliği Tablo 2 ve Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği Tablo 19’da yer alan değerler olup, bu limitlere ulaşılabilmesi için ileri biyolojik arıtma (C, N, P giderimli Aktif Çamur Prosesi) uygulamaları gerekmektedir (Öztürk ve Tanık, 2012).
AB’ye katılan Tuna Havzası ülkelerinde (Orta ve Doğu Avrupa), noktasal kaynak kontrolüne yönelik olarak AB ve Dünya Bankası fonları desteği ile gerçekleştirilen uygulamalar dolayısıyla, özellikle Karadeniz’e Tuna Nehri vasıtasıyla taşınarak yılın ~%70’lik kısmında İstanbul Boğazı’ndan Marmara’ya gelen kirlilik yüklerinde belirgin bir iyileşme gözlenmektedir (Okuş vd., 2008). Ancak Ukrayna, Beyaz Rusya ve Rusya’dan dökülen büyük nehirlerle (Dinyeper, Dinyester, Don) Karadeniz’e taşınan ve Marmara’yı etkileyen kirlilik halen sürmektedir. Marmara’ya gelen toplam kirlilik yükünün ~%50’sinin Karadeniz kaynaklı olduğu bilinmektedir. İstanbul Boğazı üst akımı ile Marmara’ya giren söz konusu kirliliğin %80-85’ini sınıraşan kirletici kaynaklar oluşturmaktadır. Marmara Havzası’ndaki noktasal ve yayılı kirlilik yükleri azami ölçüde kontrol edilse bile, Karadeniz kaynaklı kirlilik girişi mevcut haliyle sürdüğünde, Marmara’da Tablo 7’deki “daha iyi ekolojik duruma” ulaşılması tam anlamıyla mümkün görülmemektedir (MEMPIS, 2006).
6.3. İstanbul’a (Boğaza Yapılan Deşarjlar) Özgü Kısıtlara İlişkin Hususlar İSKİ Atıksu Arıtma Tesisleri ve İstanbul Boğazı’na Özgü Hususlar
İstanbul Boğazı’na özgü atıksu deşarj standartları çalışılırken, İSKİ’nin Boğazın Marmara girişine ve Boğaz boyunca konumlanmış toplam 6 adet Mekanik Ön Arıtma tesisi;
• Boğaz ön görünüm bölgesinde kalmaları dolayısıyla, özel imar kısıtları uygulanması, • Atıksu toplama sisteminin tamamlanmış ve tesis sahalarında sonlanmış olması yüzünden
AAT yerinin değişmesinin adeta imkansız olması,
• Küçüksu, Yenikapı ve Baltalimanı AAT’leri hariç, üst/yukarı havzada, mevcut tesislerin yükünü kısmen azaltıcı yeni AAT yapmaya uygun sahaların bulunmayışı,
• Mevcut AAT sahaların (Baltalimanı hariç), besi maddesi (N, P) giderimli ileri biyolojik arıtma sistemi kurulmasına imkan vermeyişi, söz konusu sahalarda ancak yüksek yüklü aktif çamur sistemi gibi kompakt biyolojik arıtma proseslerinin (zemin altına gömülü ve iki katlı çökeltim havuzlu olarak) kurulabileceği
36
gibi önemli kısıtları haizdir. Belirtilen kısıtlar altında, söz konusu tesislerin 2. Kademe Biyolojik (Yüksek Yüklü Aktif Çamur Sistemi) Arıtma Prosesine dönüştürüldükten sonra, Boğaz alt tabakasına deşarj edilen arıtılmış atıksuların İstanbul Boğazı ile Karadeniz ve Marmara’daki akıbetinin bilinmesi de önem taşımaktadır.
Çıkış Suları İstanbul Boğazı Alt Tabakasına Verilen AAT’i için Deşarj Standartları Önerisi
İstanbul’da İSKİ’nin çıkış suları İstanbul Boğazı girişi ve Boğaz alt akımına deşarj edilen 5 Büyük AAT için, teknoloji bazlı ve İstanbul Boğazı’nın benzersiz durumuna özgü deşarj standartları önerisi geliştirilmesi çalışması kapsamında yapılması gereken öncelikli iş, bu tesislerin ham atıksu karakterizasyonunun ortaya konması olmalıdır. İSKİ Genel Müdürlüğü’nce İstanbul’daki 8 büyük AAT’nde 2013-2017 dönemi, Mekanik Arıtma (Kaba ve ince ızgaralar, kum tutucu) çıkışındaki atıksu karakterizasyonu, ortalama değerler itibarı ile Tablo 8’de verilmiştir (İSKİ, 2017).
Tablo 8. İSKİ’nin büyük AAT’leri ham su ortalama kirletici seviyeleri (mg/L), 2013-2017 dönemi
AAT KOİort AKMort TKNort TPort
Yenikapı 526 323 56 6 Baltalimanı 433 294 49 4.2 Kadıköy 565 (812)* 386 (624)* 51 (63)* 7 (10.3)* Küçüksu 494 280 56.4 5.9 Ataköy 582 373 60 6 Ambarlı 475 300 54 6 Paşaköy 506 (672)* 291 (400)* 57 (75)* 6 (8.4)* Tuzla 674 529 64 8
* Zamanın %90’nında küçük kalınan (aşılmayan) veya aşılma ihtimali 1-0.90=0.10 (%10) olan değer
Tablo 8’de verilen ortalama değerlerden hareketle tesis tasarımına esas karakteristik konsantrasyonlar genelde zamanın ~%70’inde küçük kalınan (aşılmayan) değerler olarak alınmaktadır (Henze vd., 2002).
Deyatları Aydın vd.’nde (2018) açıklanan hesaplamalar sonunda; İstanbul Boğazı giriş ve Boğaz alt tabakasına yapılacak kentsel atıksu deşarjları öncesi AAT çıkış suyu standartları olarak, Kentsel Atıksu Arıtımı Yönetmeliği Tablo 1 ve Tablo 2’deki deşarj limitlerinin,
Toplam AKM = 100 mg/L KOİ = 250 mg/L (≥%65 giderim) BOİ5 = 160 mg/L
TKN = 45 mg/L (≥%25 giderim) TP = 6 mg/L (≥%30 giderim)
37
şeklinde revize edilmesi önerilmektedir (Aydın vd., 2018). Tesise gelen KOİ, N ve P parametrelerinin zamanın %70’inde gelmesi beklenen değerleri aştığı durumlarda, tesis performansının % giderimler üzerinden değerlendirilmesinin daha isabetli olacağı düşünülmektedir. Diğer bir seçenek de İstanbul Boğazı’na yapılacak deşarjlarda SKKY Tablo 22’de (kanalizasyon sistemleri Derin Deniz Deşarjı ile sonuçlanan Atıksu Altyapı Tesisleri) öngörülen limitler yerine yukarıda önerilen deşarj standartlarının uygulanmasıdır.
İTÜ Çevre Mühendisliği Bölümü’nce İSKİ için yürütülen pilot Yüksek Yüklü Aktif Çamur Sistemi tesisleri, Baltalimanı AAT’ye gelen gerçek ham atıksu (Kum Tutucu Çıkışı) ile %60-70 KOİ, %25-30 TKN ve >%50 TP giderimi sağlanabileceğini göstermektedir (Güven vd., 2019). Bu yüzden söz konusu Biyolojik Arıtma (A prosesi) Sistemi ile Mevcut Mekanik Ön Arıtmaların kademesinin uygun şekilde yükseltilerek bu deşarjlardan Marmara’ya dönen N, P yüklerinin büyük oranda azaltılabileceği görülmektedir.
İSKİ’nin İstanbul Boğazı girişine atıksu deşarj edilen Yenikapı ve Kadıköy AAT’lerinde, yukarıda belirtilen C, N, P deşarj yüklerinin daha yüksek oranda kısıtlanabilmesi için, atıksu toplama havzasındaki nufüsun %40~50’sinin yukarı havzada inşa edilecek ileri biyolojik AAT’lerde arıtılması gerekir. Böylece sahildeki yer kısıtı dolayısı ile yaşanan İleri Biyolojik AAT’ye dönüşüm sorunu, kısmen de olsa büyük ölçüde aşılmış olur. Bu tür bir dönüşümle, örneğin atıksuyun %50’sinin A prosesi ile sahilde, diğer %50’sinin ise yukarı havzada İleri Biyolojik Arıtma ile arıtılması durumunda, Toplam KOİ ve TP yükünde ~%70, TN yükünde ise ~%55 oranında azaltım sağlanabilecektir.
38
7. KÜRESEL İKLİM DEĞİŞİMİ ETKİSİYLE DENİZ SUYU SICAKLIĞININ